王曉兵

（長安福特汽車有限公司杭州分公司，浙江 杭州 310000）

1 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀

工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展主要包括以下階段：①第一階段主要是示教再現(xiàn)型機(jī)器人，該機(jī)器人主要是由示教器和控制器實(shí)現(xiàn)控制，按照預(yù)先設(shè)定的動(dòng)作，機(jī)器人可以對記錄信息進(jìn)行反復(fù)執(zhí)行，廣泛應(yīng)用在工業(yè)制造業(yè)當(dāng)中；②第二階段主要是感知型機(jī)器人，該類型機(jī)器人具備力覺和視覺感知功能，能夠全面反饋和調(diào)整外界信息，現(xiàn)階段已經(jīng)發(fā)展到工業(yè)實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中；③第三階段主要是智能型機(jī)器人，該類機(jī)器人能夠根據(jù)外部環(huán)境的變化情況對外部環(huán)境實(shí)現(xiàn)感知和理解。當(dāng)前智能化機(jī)器人還處于研究開發(fā)階段，因此，工業(yè)上大多使用的機(jī)器人是示教再現(xiàn)型機(jī)器人和感知型機(jī)器人。

最早出現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的國家是美國，其在20世紀(jì)60年代就研究開發(fā)了首臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，在經(jīng)過長時(shí)間的試驗(yàn)和研究，美國已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)最先進(jìn)的國家。在20世紀(jì)80年代左右日本也開始研究和應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人，比如對機(jī)器人的技術(shù)研發(fā)和試驗(yàn)，全民提升了機(jī)器人機(jī)械電子一體化以及微電子技術(shù)，成為工業(yè)機(jī)器人研發(fā)強(qiáng)國。

隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也逐漸出現(xiàn)了較多先進(jìn)的工業(yè)機(jī)器人，盡管我國工業(yè)機(jī)器人的保有量已經(jīng)達(dá)到世界范圍的25%，并在研究試驗(yàn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)方面也出現(xiàn)了較多的成果，然而，現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人的某些部件還需要引進(jìn)國外企業(yè)的技術(shù)設(shè)備，比如實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)、高精度伺服馬達(dá)以及減速機(jī)等。所以，我國在工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)研究方面還需要投入大量精力。

2 工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)現(xiàn)狀

工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)的發(fā)展主要包括以下幾個(gè)階段：①維修技術(shù)人員利用對故障機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)的觀察，檢測溫度、運(yùn)行軌跡、振動(dòng)和噪聲等參數(shù)的變化情況，將以上參數(shù)與正常運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行對比分析，結(jié)合維修技術(shù)人員的工作經(jīng)驗(yàn)判斷故障；②工業(yè)機(jī)器人故障診斷和本地狀態(tài)監(jiān)測模式，利用錯(cuò)誤代碼可以顯示機(jī)器人存在的各項(xiàng)安全故障，維修人員可以按照故障信息判斷和診斷故障，該種故障處理方式已經(jīng)在整個(gè)行業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用；③網(wǎng)絡(luò)故障診斷和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控模式，該種診斷技術(shù)還處于研究開發(fā)階段。

現(xiàn)階段，外國某家企業(yè)研究開發(fā)了遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)，通過該平臺(tái)能夠給予客戶故障診斷工業(yè)機(jī)器人，全面進(jìn)行故障診斷和遠(yuǎn)程監(jiān)控等。將機(jī)器人的故障信息安裝在客戶專用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)相當(dāng)中，這樣就能夠?qū)C(jī)器人可能存在的故障進(jìn)行預(yù)判，給予客戶相應(yīng)的故障維修技術(shù)。

與該企業(yè)的故障檢測方案不同，日本某企業(yè)研究開發(fā)的工業(yè)機(jī)器人自身就具備故障診斷和原程監(jiān)控功能，并且不需要額外增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持遠(yuǎn)程服務(wù)系統(tǒng)?？梢允褂迷械膇p有線網(wǎng)絡(luò)與客戶現(xiàn)場的機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程溝通遠(yuǎn)程診斷其故障，還能夠幫助故障維修技術(shù)人員進(jìn)行診斷和處理現(xiàn)場故障?，F(xiàn)階段，我國大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)廠家都不具備故障診斷和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，因此，需要依靠機(jī)器人的報(bào)警機(jī)制實(shí)現(xiàn)故障診斷，監(jiān)控機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)。主要是利用顯示器將各種錯(cuò)誤代碼顯示在液晶屏上，故障維修人員在獲得錯(cuò)誤代碼之后能夠?qū)收线M(jìn)行處理和診斷。但是按照實(shí)際應(yīng)用可以看出，在大部分狀態(tài)下，錯(cuò)誤代碼無法精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)故障問題，并且不能準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，因此，需要工程技術(shù)人員分析和維修故障現(xiàn)場。所以，我國工業(yè)機(jī)器人遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)還具有較大的發(fā)展空間。

3 工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 故障診斷技術(shù)遠(yuǎn)程化和智能化

工業(yè)機(jī)器人所實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程診斷故障技術(shù)，主要是結(jié)合了傳感器技術(shù)、故障診斷技術(shù)、視覺技術(shù)、專家系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等，有效聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控計(jì)算機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，并實(shí)行網(wǎng)絡(luò)化跟蹤機(jī)制。及時(shí)診斷和維修機(jī)器人運(yùn)行故障，還能夠在機(jī)器人運(yùn)行條件下共享狀態(tài)數(shù)據(jù)、分析方法、故障信息以及診斷知識等。在工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)基礎(chǔ)之上應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以有效縮短故障間隔時(shí)間，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，全面提升企業(yè)生產(chǎn)效率，因此，工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)將逐漸向物聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展。

3.2 故障診斷技術(shù)多源信息融合化

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，尤其體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、信號監(jiān)測處理技術(shù)以及電子技術(shù)等方面。在分析傳感器信息時(shí)可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，全面實(shí)現(xiàn)綜合處理和自動(dòng)分析效果，為最終決策提供重要依據(jù)。多源信息融合技術(shù)故障診斷方式主要是對工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控內(nèi)容主要包括機(jī)械輸出功率、溫度、異常聲音、轉(zhuǎn)數(shù)、振動(dòng)、壓力以及輸出扭矩等，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)可以對以上各個(gè)監(jiān)控指標(biāo)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行融合，還能夠避免傳感器信息之間的矛盾和冗余，全面減少各項(xiàng)不確定影響因素，準(zhǔn)確判斷故障問題出現(xiàn)的原因。以上所述在未來的工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)當(dāng)中需要進(jìn)行全面研究開發(fā)。

3.3 多種故障診斷方法集成

現(xiàn)階段，工業(yè)機(jī)器人所使用的故障診斷方法主要是故障模型診斷技術(shù)、信號處理診斷技術(shù)、遺傳算法診斷技術(shù)、粗糙集診斷技術(shù)、故障樹診斷技術(shù)，除了以上診斷方法之外，還包括模糊集診斷和專家系統(tǒng)診斷。以上各個(gè)診斷方法都存在優(yōu)勢與不足，某些方法只能夠應(yīng)用在特定場景當(dāng)中，無法對其他場景表現(xiàn)出較高的應(yīng)用效果。所以，在實(shí)際診斷期間，工業(yè)機(jī)器人需要有效結(jié)合各種方式的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)多樣化的故障診斷，全面促進(jìn)優(yōu)勢互補(bǔ)，加強(qiáng)診斷實(shí)效性，這樣才能從根本上滿足各項(xiàng)需求，并成為工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)的未來研究方向。

4 結(jié)束語

綜上所述，在分析和研究工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)時(shí)，最重要的是全面加強(qiáng)故障診斷準(zhǔn)確性，能夠及時(shí)排除故障，確保工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。隨著現(xiàn)階段工業(yè)機(jī)器人性能不斷優(yōu)化，具備多種功能，能夠廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，逐漸提升了機(jī)械結(jié)構(gòu)精密度，這樣也就導(dǎo)致控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)逐漸呈現(xiàn)復(fù)雜化，也相應(yīng)提高了工業(yè)機(jī)器人的故障診斷技術(shù)要求。盡管機(jī)器人領(lǐng)域?qū)＜乙呀?jīng)提升了對工業(yè)機(jī)器人的研究、開發(fā)力度，并且在此基礎(chǔ)之上提出了多樣化的故障診斷方法，然而，卻沒有完善和創(chuàng)新機(jī)器人故障診斷技術(shù)，還需要深入分析工程應(yīng)用問題，并提出針對性的解決措施。

［1］ 鮑敏，鮑婕，喬陽.工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)研究［J］.職業(yè)技術(shù)，2017，16（08）.

［2］ 曾祥丹.工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢［J］.科技風(fēng)，2017（08）.